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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs.
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Die Anzahl an Komponenten in Kraftfahrzeugen, insbesondere elektrischen und/oder elektronischen Komponenten, nimmt stetig zu, und damit einhergehend auch der Energieverbrauch. Gerade im Hinblick auf Elektrofahrzeuge ist jedoch ein möglichst energieeffizienter Betrieb eines solchen Kraftfahrzeugs sehr wünschenswert, um die Reichweite eines solchen Elektrofahrzeugs zu steigern. Wünschenswert wäre es daher, den Energieverbrauch so effizient wie möglich gestalten zu können, insbesondere ohne dabei den Komfort für einen Benutzer übermäßig zu beeinträchtigen.
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Die
DE 10 2007 040 907 A1 beschreibt ein Verfahren zur Reduzierung des Energieverbrauchs eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem elektrischen Bordnetz, an das mindestens ein elektrischer Verbraucher angeschlossen ist. Zur Realisierung eines leistungsfähigen Bordnetzes, das zudem zur Reduzierung des Energieverbrauchs eines Kraftfahrzeugs beiträgt, wird vorgeschlagen, dass sich das Niveau der elektrischen Last des elektrischen Bordnetzes ohne den mindestens einen Verbraucher in einem ersten Betriebszustand des Kraftfahrzeugs auf einem höheren ersten Niveau befindet und in einem zweiten Betriebszustand auf ein zweites, gegenüber dem ersten höheren Niveau, niedrigeres Niveau gebracht wird. Eine im Fahrzeug vorgesehene Fahrsituationserfassungseinrichtung erkennt eine weitgehend unmittelbar bevorstehende besondere Fahrsituation aufgrund des bisherigen Verhaltens des Fahrers beim Steuern des Fahrzeugs und/oder des Fahrzeugs im Voraus und veranlasst, dass das Niveau der elektrischen Last des elektrischen Bordnetzes temporär auf das zweite, niedrigere Niveau gebracht wird. Um in besonderen Fahrsituationen, in denen beispielsweise elektrische Verbraucher mit sehr hoher Leistungsanforderung benötigt werden, zum Beispiel eine elektrische Lenkung, die für diese Verbraucher benötigte Energie in ausreichender Weise bereitstellen zu können, werden dafür andere Verbraucher des Bordnetzes temporär abgeschaltet, zum Beispiel eine Sitzheizung, Heckscheibenheizung oder ähnliches. Hierdurch kann erreicht werden, dass bei Zuschalten des leistungshungrigen Verbrauchers die Spannung des Bordnetzes nicht signifikant einbricht und die Funktionsfähigkeit des leistungshungrigen Verbrauchers kann sichergestellt werden.
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Hierbei kann lediglich in Situationen Energie gespart werden, in welchen eine leistungshungrige elektrische Komponente zugeschaltet werden soll. Durch das Zuschalten dieser leistungshungrigen Komponente reduziert sich dadurch der Energieverbrauch insgesamt jedoch lediglich höchstens geringfügig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, den Energieverbrauch eines Kraftfahrzeugs in zumindest manchen weiteren Situationen und für einen Benutzer auf möglichst wenig komfortmindernde Weise zu erniedrigen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, wird vor Fahrtbeginn durch eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs überprüft, ob eine Benutzereingabe zum Aktivieren eines Rangiermodus für kurze Fahrten und Kurzstrecken erfasst wurde. Falls das Überprüfen ergibt, dass keine Benutzereingabe zum Aktivieren des Rangiermodus erfasst wurde, wird das Kraftfahrzeug in einem bestimmten Normal-Betriebsmodus betrieben, und falls das Überprüfen ergibt, dass eine Benutzereingabe zum Aktivieren des Rangiermodus erfasst wurde, wird das Kraftfahrzeug in dem Rangiermodus betrieben, wobei im Rangiermodus mindestens eine Komponente des Kraftfahrzeugs gegenüber einem Betrieb im Normal-Betriebsmodus nicht oder mit verringerter Leistung betrieben wird.
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Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass es Situationen gibt, in denen ein Kraftfahrzeug nur sehr kurzzeitig bewegt oder gefahren werden soll. Beispielsweise kann es vorkommen, dass ein Benutzer zu Hause nur mal kurz das Fahrzeug aus der Garage heraus rangieren möchte oder den Parkplatz mit einem anderen Auto tauschen möchte. In solchen Fällen denkt das elektrisch betriebene Fahrzeug jedoch, man will losfahren und beginn sofort mit dem Aufheizen oder Klimatisieren des Innenraums, sprich es werden Hochvolt-PTC(Positive Temperature Coefficient)-Heizer gestartet, die das Kühlmittel vom Heizkreis erwärmen, oder auch Luft-PTCs, die direkt die Luft für den Innenraum erwärmen, oder der elektrisch angetriebene Kältemittelverdichter beginnt seine Arbeit damit, die Kabine abzukühlen, obwohl man nur kurz das Kraftfahrzeug bewegen will. Für derartig kurze Rangiervorgänge oder im Allgemeinen kurze Fahrten, da diese nicht notwendigerweise dem Zweck des Rangierens dienen müssen, sind die oben erwähnten Klimatisierungs- und Temperierfunktionen aufgrund ihrer Kurzzeitigkeit ohnehin wirkungslos. Die für diese Klimatisierungsfunktionen aufzuwendende Energie ist damit zumindest Großteils verschwendet. Dies lässt sich nun vorteilhafterweise durch das Vorsehen eines Rangiermodus für kurze Fahrten und Kurzstrecken vermeiden. In einem solchen Rangiermodus kann das Kraftfahrzeug vorteilhafterweise anders betrieben werden als üblich im Normal-Betriebsmodus, der dann entsprechend für längere Fahrten vorteilhaft ist. Der Rangiermodus kann sozusagen als eine Art Energiesparmodus angesehen werden, in dem dann mindestens eine Komponente oder auch eine definierte Komponentengruppe mit mehreren Komponenten mit verringerter Leistung gegenüber ihrem Betrieb im Normal-Betriebsmodus, insbesondere unter sonst gleichen Randbedingungen, betrieben werden oder eben gar nicht erst angeschaltet bzw. aktiviert werden.
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Beispielsweise können die bereits erwähnten Hochvolt-Heizer einfach deaktiviert bleiben. Den Rangiermodus kann ein Benutzer bei Bedarf einfach vor Fahrtbeginn, z.B. durch Drücken einer Taste, aktivieren und dadurch dem Kraftfahrzeug signalisieren, dass es sich bei der folgenden Fahrt nur um eine sehr kurze Fahrt handeln wird. Das Kraftfahrzeug kann daraufhin im Rangiermodus gestartet werden, und der oben erwähnte unnötige Energieverbrauch kann vermieden werden. Wie oben erwähnt, ist der Rangiermodus im Allgemeinen für kurze Fahrten und Kurzstrecken vorgesehen, die nicht notwendigerweise dem Rangieren dienen müssen. Eine Aktivierung des Rangiermodus kann auch für kurze Fahrten bzw. Kurzstrecken, z.B. nur kurz zum Bäcker, zum Kindergarten, zur Post, oder Ähnliches, vorteilhaft sein. Der Rangiermodus kann daher auch als Kurzstreckenmodus bezeichnet werden, da er sich vor allem für zeitlich und/oder räumlich kurze Strecken eignet.
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Durch das Vorsehen eines Rangiermodus, der aktiv durch einen Benutzer aktiviert werden kann, insbesondere vor Fahrtbeginn, ist es vorteilhafterweise möglich, dem Kraftfahrzeug aktiv mitzuteilen, wann eine bevorstehende Fahrt mit dem Kraftfahrzeug lediglich eine sehr kurze Fahrt, insbesondere in zeitlicher oder räumlicher Hinsicht, ist oder nicht. Gerade Komponenten zur Umsetzung nicht fahrrelevanter Funktionen können dann entsprechend vorteilhafterweise in einem Energiesparmodus betrieben werden beziehungsweise gar nicht erst aktiviert werden. Da vor allem die oben genannten Klimatisierungsfunktionen bei kurzen Fahrten ohnehin wirkungslos sind, entsteht durch diese Deaktivierung dieser Komponenten oder deren Betrieb mit verringerter Leistung im Rangiermodus für einen Benutzer auch keine Komfortminderung im Vergleich zum herkömmlichen Normal-Betriebsmodus. Außerdem ist es für einen Benutzer, der nur kurz das Fahrzeug fahren möchte und daher Energie sparen möchte, deutlich einfacher und komfortabler, nur eine Benutzereingabe zu tätigen um den Rangiermodus zu aktivieren, als jede der für die kurze Fahrt überflüssigen Komponenten und Funktionen einzeln deaktivierenden, falls überhaupt möglich. Oftmals kann ein Benutzer eines Fahrzeugs bestimmte Einstellungen vornehmen, die bei jedem Start des Fahrzeugs automatisch wieder gemäß einem abgelegten Benutzerprofil aufgerufen werden. Solche Einstellungen betreffen zum Beispiel die Aktivierung der Sitzheizung, die Stufe der Aktivierung der Sitzheizung, die eingestellte Innenraumtemperatur, und so weiter. Um all diese bei kurzen Fahrten unnötigen Funktionen zu deaktivieren, wäre vielzählige Einstellungen und Bedienhandlungen erforderlich, die ein Benutzer dann häufig wegen des zu hohen Aufwands nicht vornimmt. Das Vorsehen des Rangiermodus hat somit zudem den großen Vorteil, dass der Benutzer dann nicht all diese einzelnen Komponenten manuell separat deaktivieren muss, wenn er vor hat, nur kurze Strecken zurückzulegen. Durch die Aktivierung des Rangiermodus, zum Beispiel durch Betätigung nur einer einzelnen Taste, können somit mehrere Komponenten, die einer ausgewählten Komponentengruppe angehören, gleichzeitig deaktiviert oder in modifizierter Weise gemäß dem Rangiermodus betrieben werden. Außerdem können damit auch Funktionen von Komponenten beeinflusst werden, die üblicherweise gar nicht manuell deaktivierbar sind, zum Beispiel Temperierfunktionen der Hochvoltbatterie.
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Bevorzugt ist es also, dass im Rangiermodus nicht nur eine einzelne elektrische Komponente modifiziert betrieben wird beziehungsweise nicht aktiviert wird, sondern dass für den Rangiermodus eine Komponentengruppe mit mehreren ausgewählten Komponenten definiert ist, die folglich mehrere verschiedene elektrische Komponenten umfasst, so dass, falls der Rangiermodus aktiviert wurde, alle dieser Komponenten modifiziert betrieben oder gar nicht aktiviert werden.
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Grundsätzlich lässt sich dieses Verfahren auch bei herkömmlichen, zum Beispiel rein verbrennungsmotorisch betriebenen, Kraftfahrzeugen anwenden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung dieses Verfahrens jedoch bei Elektrofahrzeugen, zum Beispiel bei rein batterieelektrisch betriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen. Denn gerade bei Elektrofahrzeugen wirken sich Energieeinsparungen sehr positiv auf deren Reichweite aus. Ein solches Elektrofahrzeug weist dabei typischerweise eine Traktionsbatterie auf, die insbesondere als Hochvolt-Batterie ausgestaltet sein kann. Beim Start eines solchen Elektrofahrzeugs kommen, zumindest im Normal-Betriebsmodus, oftmals zusätzliche Temperier- und Heizfunktionen, zum Beispiel zum Vorkonditionieren der Hochvolt-Batterie, zum Einsatz. Beim Vorkonditionieren wird die Batterie beheizt, um sie auf einen optimale Solltemperatur für einen nachfolgenden Ladevorgang zu bringen. Damit sind bei einem Elektrofahrzeug noch mehr Energieeinsparungsmöglichkeiten gegeben, denn zum Beispiel kann auf die Aktivierung einer solchen Vorkonditionierung im Rangiermodus verzichtet werden.
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Dass im Rangiermodus die mindestens eine Komponente des Kraftfahrzeugs gegenüber einem Betrieb im Normal-Betriebsmodus mit verringerter Leistung betrieben wird, ist dabei so zu verstehen, dass dies für sonst gleiche Einstellungen und Randbedingungen gilt. Wird also in einer gegebenen Situation diese Komponente im Rangiermodus einerseits und andererseits im Normal-Betriebsmodus betrieben werden, so würde diese Komponente im Rangiermodus weniger Energie verbrauchen als im Normal-Betriebsmodus. Wenn also beispielsweise andere Randbedingungen oder Umstände vorliegen, kann es dennoch sein, dass die Komponente im Rangiermodus mit mehr Leistung betrieben wird als im Normal-Betriebsmodus. Bevorzugt ist es jedoch, dass die mindestens eine Komponente im Rangiermodus gar nicht erst aktiviert wird, insbesondere wenn sie unter sonst gleichen Randbedingungen im Normal-Betriebsmodus aktiviert werden würde.
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Bevorzugt ist dabei der Rangiermodus so ausgestaltet, dass in diesem keine Komponente des Kraftfahrzeugs zusätzlich aktiviert werden würde, die im Normal-Betriebsmodus nicht aktiviert werden würde. Mit anderen Worten soll durch die Nichtaktivierung dieser Komponente im Rangiermodus nicht erreicht werden, dass mehr Leistung für eine andere elektrische Komponente des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht. Damit lassen sich durch den Rangiermodus folglich absolut betrachtet Energieeinsparungen gegenüber dem Normal-Betriebsmodus bereitstellen.
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Daher stellt es eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn im Rangiermodus ein Gesamtenergieverbrauch des Kraftfahrzeugs gegenüber dem Normal-Betriebsmodus, insbesondere unter sonst gleichen Bedingungen, verringert ist. Für den Rangiermodus kann also beispielsweise eine vorgegebene Auswahl an Komponenten gegeben sein, die im Rangiermodus anders oder gar nicht betrieben werden, als unter sonst gleichen Bedingungen im Normal-Betriebsmodus. Alle übrigen Komponenten, die nicht dieser Auswahl angehören, werden im Rangiermodus genauso betrieben wir im Normal-Betriebsmodus, unter sonst gleichen Bedingungen. Die ausgewählten Komponenten werden wie beschrieben dann vorzugsweise gar nicht aktiviert oder eben mit verringerter Leistung betrieben. Welche Komponenten dieser Auswahl angehören, kann insbesondere auch situativ abhängig von einem Situationsparameter von der Steuereinrichtung festgelegt werden. Beispielsweise kann es sein, dass eine dauerhafte Deaktivierung bestimmter Funktionen bei längeren Fahrten sich nachteilig auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs oder seine Komponenten auswirken könnte und diese eventuell sogar schädigen könnte. Entsprechend können auch Sicherheitsmaßnahmen und Beschränkungen vorgegeben sein, um zu gewährleisten, dass ein Benutzer den Rangiermodus zum Beispiel nicht übermäßig oft aktiviert. Bei Funktionen, die ausschließlich dem Komfort dienen und fahrtechnisch vollkommen irrelevant sind, müssen solche Beschränkungen nicht notwendigerweise vorliegen. So kann es beispielsweise sein, dass im Rahmen des Rangiermodus die Innenraumklimatisierung beliebig oft und auch beliebig lange deaktiviert werden kann, während die Beeinflussung der Temperierung der Hochvolt-Batterie durch den Rangiermodus nur zeitlich begrenzt zulässig ist. Dies kann zum Beispiel durch den Situationsparameter festgelegt werden. Dieser kann beispielsweise auch die aktuelle Batterietemperatur oder Umgebungstemperatur oder Kühlerwassertemperatur oder ähnliches angeben.
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Grundsätzlich ist es sehr vorteilhaft, wenn mittels der mindestens einen Komponente im Normal-Betriebsmodus eine Komfortfunktion und/oder eine Temperierungsfunktion bereitgestellt wird, wie dies gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist. Dies hat den großen Vorteil, dass Komfortfunktionen nicht fahrrelevant sind. Mit anderen Worten können Komfortfunktionen so definiert sein, dass diese lediglich der Unterhaltung und/oder dem Wohlbefinden und Komfort des Benutzers dienen, jedoch nicht fahrrelevant sind. Dass mittels der mindestens einen Komponente eine Temperierungsfunktion bereitgestellt wird, hat den großen Vorteil, dass gerade Temperierungsfunktionen sehr viel Energie verbrauchen. Durch einen veränderten oder nicht-aktivierten Betrieb dieser Komponente im Rangiermodus kann entsprechend sehr viel Energie, insbesondere andernfalls unnötig verbrauchte Energie, eingespart werden. Zum Teil können Temperierungsfunktionen gleichzeitig auch Komfortfunktionen darstellen. Dies gilt beispielsweise für die Sitzheizung oder Lenkradheizung oder die Innenraumklimatisierung, insbesondere Kühlung des Innenraums. Grundsätzlich ist es sehr vorteilhaft, wenn die mittels der mindestens einen Komponente im Normal-Betriebsmodus bereitstellbare Funktion eine der folgenden Funktionen darstellt: Eine Klimatisierungsfunktion zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, eine Heizfunktion zum Beheizen des Fahrzeuginnenraums, eine Heizfunktion zum Beheizen eines Sitzes und/oder einer Scheibe und/oder eines Spiegels und/oder eines Lenkrads, eine Funktion zur Vorkonditionierung einer Hochvolt-Batterie des Kraftfahrzeugs.
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Die mindestens eine Komponente kann folglich einen Hochvoltheizer oder auch mehrere Hochvoltheizer darstellen und/oder einen elektrischen Klimakompressor und/oder eine Kühlmittelpumpe, ein Gebläse oder ähnliches. Die im Rangiermodus verändert betriebenen oder nicht betriebenen Komponenten können aber auch deutlich über die bereits genannten hinausgehen. Mit anderen Worten können auch zahlreiche weitere elektrische Komponenten im Rangiermodus mit verminderter Leistung betrieben werden oder gar nicht erst aktiviert werden. Dies betrifft zum Beispiel auch das eine oder andere Steuergerät oder Steuereinheiten solcher Steuergeräte, sofern diese nicht fahrrelevant oder sicherheitsrelevant sind.
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Insgesamt hat dies nicht nur den Vorteil, dass im Rangiermodus Energie gespart werden kann, sondern dass die betreffenden Komponenten, die zum Beispiel gar nicht aktiviert werden, dadurch schonender behandelt werden und sich deren Lebensdauer hierdurch verlängern kann. Die Bauteilbeanspruchung kann durch den Rangiermodus somit ebenfalls reduziert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Überprüfen, ob eine Benutzereingabe zum Aktivieren eines Rangiermodus für kurze Fahrten und Kurzstrecken erfasst wurde, zu einem Überprüfungszeitpunkt durchgeführt, der nach einem Zeitpunkt liegt, zu welchem ein bestimmtes Auslöseereignis detektiert wurde, welches auf einen bevorstehenden Fahrtbeginn hinweist. Vorzugsweise befindet sich das Kraftfahrzeug zumindest unmittelbar vor dem Detektieren des Auslöseereignisses in einem abgeschalteten, inaktiven Zustand. Das Überprüfen kann z.B. kurz nach dem Start der Zündung des Kraftfahrzeugs bzw. nach Betätigung einer Starttaste erfolgen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die betreffenden, im Rangiermodus verändert zu betreibenden oder nicht zu aktivierenden Komponenten zu diesem Zeitpunkt noch nicht aktiv sind, da diese dann nicht unnötig aktiviert und dann wieder deaktiviert werden müssen. Zum Beispiel kann das Überprüfen spätestens nach Ablauf einer bestimmten Maximalzeitdauer, insbesondere im Beriech von Sekunden, nach einem Startzeitpunkt stattfinden, zu welchem eine von einem Benutzer getätigte Aktivierungsaufforderung zum Starten des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Zündung und/oder eines Motors des Kraftfahrzeugs, erfasst wurde. Diese Aktivierungsaufforderung zum Starten des Kraftfahrzeugs kann zum Beispiel durch ein sogenanntes Klemme-15-Signal bereitgestellt sein. Bei Elektrofahrzeugen oder auch anderen Fahrzeugen, die ohne Zündschlüssel auskommen, kann dieses Klemme-15-Signal durch Drücken einer Starttaste bereitgestellt werden. Das Drücken dieser Starttaste, zum Beispiel wenn nicht gleichzeitig auch die Bremse betätigt wird, führt somit zum Aktivieren bestimmter vom Anlassen des Motors verschiedenen Funktionen. Wird beim Drücken der Starttaste auch gleichzeitig die Bremse betätigt, so kann zum Beispiel der Motor gestartet werden. Beim Drücken einer solchen Starttaste werden üblicherweise diverse Systeme und elektrische Komponenten des Kraftfahrzeugs hochgefahren und gestartet. Daher ist es sehr vorteilhaft, bereits vorher oder spätestens kurz nach dem Drücken der Starttaste zu überprüfen, ob der Benutzer den Rangiermodus aktiviert hat. Dann können bereits zum Start des Kraftfahrzeugs die bestimmten Komponenten beziehungsweise im Allgemeinen die mindestens eine Komponente nicht aktiviert werden oder mit reduzierter Leistung betrieben werden. Dadurch gestaltet sich das Verfahren besonders effizient. Andernfalls, d.h. wird innerhalb einer kurzen Zeit nach dem Drücken der Starttaste keine Benutzereingabe erfasst, so kann auch die mindestens eine Komponente im Normal-Betriebsmodus betrieben und gestartet werden. Die Aktivierung dieser Komponente kann dabei optional etwas, d.h. um die bestimmte Maximalzeitdauer, zeitverzögert erfolgen. Denkbar ist es aber auch, diese Komponente nach Betätigen der Starttaste zu aktivieren und bei Erfassen der Benutzereingabe zur Aktivierung des Rangiermodus wieder zu deaktivieren. Alle übrigen Komponenten, die vom Rangiermodus unbeeinflusst in ihrer Betriebsweise bleiben, können ohnehin wie gewohnt aktiviert werden, d.h. ohne Zeitverzögerung.
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Das Auslöseereignis, welches auf einen bevorstehenden Fahrtbeginn hinweist, kann also ein Anschalten des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Aktivieren einer Zündung und/oder eines Motors des Kraftfahrzeugs, darstellen. Dankbar sind aber auch andere Auslöseereignisse, zum Beispiel zumindest eines der Folgenden: Ein Annähern eines Benutzers von außen an das Kraftfahrzeug, was beispielsweise mittels eines Fahrzeugschlüssels oder einer elektronischen Schlüsselkarte durch die Steuereinrichtung detektiert werden kann, ein Entriegeln des Kraftfahrzeugs durch den Benutzer, ein Öffnen einer Kraftfahrzeugtür, insbesondere von außerhalb des Kraftfahrzeugs oder ein Öffnen einer Kraftfahrzeugtür, wenn das Kraftfahrzeug innerhalb einer bestimmten Zeitdauer zuvor entriegelt wurde und nicht gefahren wurde, ein Detektieren eines Einsteigens eines Benutzers in das Kraftfahrzeug, insbesondere auf der Fahrerseite des Kraftfahrzeugs. Somit können verschiedene aktiv oder passiv von einem Benutzer vor Fahrtantritt durchgeführte Handlungen oder Vorgänge als Auslöseereignis dienen. Gerade wenn das Auslöseereignis nicht das Anschalten des Kraftfahrzeugs selbst darstellt, wie oben bereits im Zusammenhang mit der Starttaste beschrieben, kann bereits vor diesem Starten des Kraftfahrzeugs festgestellt werden, ob das Kraftfahrzeug im Rangiermodus oder im Normal-Betriebsmodus gestartet werden soll. Denkbar ist es jedoch auch, dass ein Benutzer zum Beispiel zunächst die Starttaste des Kraftfahrzeugs betätigt und unmittelbar darauf durch die Steuereinrichtung abgefragt wird, ob die Benutzereingabe zur Aktivierung des Rangiermodus vorliegt, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung startet die Steuereinrichtung das Kraftfahrzeug entsprechend gemäß dem Rangiermodus oder dem Normal-Betriebsmodus. Vorteilhaft ist es also vor allem, wenn beim Starten des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug nicht erst im Normal-Betriebsmodus gestartet wird und dann in den Rangiermodus wechselt, sondern von vornherein gleich im Rangiermodus gestartet wird, falls der Benutzer den Rangiermodus aktiviert hat. Nichtsdestoweniger wäre es aber auch denkbar, dass für den Fall, dass während der Fahrt die Benutzereingabe zum Aktivieren des Rangiermodus erfasst wird, das Fahrzeug während des Betriebs vom Normal-Betriebsmodus in den Rangiermodus wechselt. Somit ist also prinzipiell auch noch nach dem Startvorgang dem Benutzer die Möglichkeit gegeben, vom Normal-Betriebsmodus in den Rangiermodus zu wechseln, insbesondere auch während der Fahrt oder noch im Stillstand des Kraftfahrzeugs bei aktivierter Zündung beziehungsweise aktiviertem Motor.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit vom erfassten Auslöseereignis und bei oder nach dem Erfassen des Auslöseereignisses und vor Fahrtbeginn durch das Kraftfahrzeug eine Anfrage zum Aktivieren des Rangiermodus an den Benutzer ausgegeben. Beispielsweise kann eine solche Anfrage durch das Kraftfahrzeug auf einem Display des Kraftfahrzeugs ausgegeben beziehungsweise angezeigt werden. Steigt der Benutzer beispielsweise in das Kraftfahrzeug ein, so kann auf dem Display des Kraftfahrzeugs die Anfrage an den Benutzer angezeigt werden: „Möchten Sie den Rangiermodus aktivieren“, insbesondere noch bevor der Benutzer die Starttaste des Kraftfahrzeugs betätigt hat. Durch eine entsprechende Bedien- oder Betätigungshandlung kann er der Aktivierung des Rangiermodus zustimmen oder die Aktivierung ablehnen. Eine fehlende Bedienhandlung kann als Ablehnung gewertet werden. Denkbar wäre es auch, dass das Kraftfahrzeug die Anfrage akustisch über einen Lautsprecher des Kraftfahrzeugs ausgibt. Eine Bestätigung oder Ablehnung durch den Benutzer kann dann auch über eine Spracheingabe erfolgen. Auch diverse Kombinationen hiervon sind denkbar, wie die Ausgabe und die korrespondierende Benutzereingabe ausgestaltet werden kann. Die aktive Anfrage durch das Kraftfahrzeug hat den Vorteil, dass der Benutzer somit aktiv auf das Vorhandensein des Rangiermodus hingewiesen wird. Die Aktivierung des Rangiermodus kann damit nicht so leicht vergessen werden. Energieverluste, die dadurch bedingt sind, dass der Benutzer vergessen hat, den Rangiermodus zu aktivieren, können hierdurch vermieden werden.
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Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kraftfahrzeug ein dem Rangiermodus zugeordnetes, insbesondere ausschließlich dem Rangiermodus zugeordnetes, Bedienelement auf, wobei das Überprüfen, ob eine Benutzereingabe zum Aktivieren eines Rangiermodus für kurze Fahrten und Kurzstrecken erfasst wurde, dadurch erfolgt, dass überprüft wird, ob das Bedienelement von einem Benutzer vorbestimmt betätigt wurde. Bei dem Bedienelement kann es sich zum Beispiel um eine Taste oder um einen Schalter oder einen Hebel oder ähnliches handeln. Die vorbestimmte Betätigung kann zum Beispiel im Drücken der Taste bestehen. Dies stellt eine besonders einfache Ausgestaltung zum Aktivieren des Rangiermodus dar. Insbesondere muss hierbei nicht aktiv vom Fahrzeug eine Anfrage an den Benutzer zum Aktivieren des Rangiermodus ausgegeben werden. Dieser kann sich zum Beispiel einfach in sein Fahrzeug setzen und, bevor oder nachdem er die Starttaste zum Aktivieren des Fahrzeugs betätigt, kann er die Rangiertaste drücken. Diese aktiviert dann den Rangiermodus. Daraufhin startet die Steuereinrichtung das Fahrzeug gemäß dem Rangiermodus. Hat der Benutzer die Rangiertaste nicht gedrückt, so startet die Steuereinrichtung das Kraftfahrzeug im Normal-Betriebsmodus. Wird die Taste zum Beispiel während der Fahrt gedrückt oder bereits bei laufendem Kraftfahrzeug, wenn dieses sich zum Beispiel noch im Stillstand befindet, so kann auch vom Normal-Betriebsmodus in den Rangiermodus gewechselt werden, indem nicht benötigte elektrische Komfortkomponenten oder Temperier- bzw. Klimatisierungskomponenten deaktiviert werden.
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Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Rangiermodus nur für eine vorgebbare Zeitdauer aktiviert, wobei das Kraftfahrzeug nach Ablauf der Zeitdauer automatisch in den Normal-Betriebsmodus wechselt. Diese Zeitdauer ist bevorzugt kürzer als eine Stunde und beträgt zum Beispiel 5 Minuten. Diese Zeitdauer kann vom Benutzer zum Beispiel über ein geeignetes Kraftfahrzeugmenü auch selbst konfigurierbar sein. Beispielsweise kann er aus verschiedenen vorgebbaren Zeitdauern auswählen, zum Beispiel 5 Minuten, 10 Minuten, 15 Minuten, 20 Minuten, 30 Minuten, 40 Minuten und so weiter. Durch die zeitliche Limitierung des Rangiermodus können zu starke Komforteinbußen vermieden werden und gegebenenfalls andere zum Beispiel für den Betrieb des Kraftfahrzeugs relevante Temperierfunktionen dann automatisch wieder aktiviert werden. Eine Beeinträchtigung der Funktionsweise verschiedener Komponenten des Kraftfahrzeugs kann somit ebenfalls vermieden werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Aktivierungsbeschränkung vorgegeben oder vorgebbar, gemäß welcher der Rangiermodus nur aktivierbar ist, wenn zumindest eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, insbesondere gemäß welcher die Gesamtaktivierungsdauer oder Aktivierungshäufigkeit pro Zeiteinheit, zum Beispiel pro Tag, beschränkbar ist. Dies hat den großen Vorteil, dass eine zu häufige oder zu lange Aktivierung des Rangiermodus vermieden werden kann. Hier können wiederum Komforteinbußen und/oder negative Einflüsse auf Fahrzeugkomponenten vermieden werden. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Rangiermodus nur einmal pro Tag aktivierbar ist oder eine vorgegebene Maximalanzahl an Aktivierungen vorgegeben ist, und ist diese pro Tag erreicht, so kann keine erneute Aktivierung des Rangiermodus stattfinden. Auch kann eine bestimmte Gesamtlaufzeit beziehungsweise Gesamtaktivierungsdauer für den Rangiermodus vorgegeben sein. Diese kann zum Beispiel 60 Minuten oder nur 30 Minuten betragen. War der Rangiermodus bereits 60 Minuten am Tag aktiv, so kann eine erneute Aktivierung verhindert werden. Auch kann es vorgesehen sein, dass eine bestimmte Mindestzeitdauer, z.B. 30 Minuten, nach der letzten, erfolgten Aktivierung, z.B. Bezogen auf den Aktivierungszeitpunkt oder den Deaktivierungszeitpunkt des Rangiermodus, abgewartet werden muss, bis dieser erneut aktiviert werden kann. Hierdurch kann verhindert werden, dass ein Benutzer dauerhaft den Rangiermodus aktiviert.
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Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs des Kraftfahrzeugs. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, vor Fahrtbeginn des Kraftfahrzeugs zu überprüfen, ob eine Benutzereingabe zum Aktivieren eines Rangiermodus für kurze Fahrten und Kurzstrecken erfasst wurde, falls das Überprüfen ergibt, dass keine Benutzereingabe zum Aktivieren des Rangiermodus erfasst wurde, das Kraftfahrzeug in einem bestimmten Normal-Betriebsmodus zu betreiben, falls das Überprüfen ergibt, dass eine Benutzereingabe zum Aktivieren des Rangiermodus erfasst wurde, das Kraftfahrzeug in dem Rangiermodus zu betreiben, und im Rangiermodus mindestens eine Komponente des Kraftfahrzeugs gegenüber einem Betrieb im Normal-Betriebsmodus nicht oder mit verringerter Leistung zu betreiben.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung oder einer ihrer Ausgestaltungen.
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Die Steuereinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlassen, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) ausgestaltet sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Die Befehle können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) bereitgestellt sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10, welches im vorliegenden Beispiel als Elektrofahrzeug 10 mit einer Hochvolt-Batterie 12 ausgebildet ist. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinrichtung 14 und mindestens eine elektrische Komponente 16 auf, die von der Steuereinrichtung 14 steuerbar ist. Bei der elektrischen Komponente 16 kann es sich um eine Klimatisierungskomponente handeln, zum Beispiel einen Hochvolt-PTC-Heizer, einen elektrischen Klimakompressor, einen Lüfter, eine Kühlmittelpumpe oder ähnliches. Grundsätzlich kann mittels der Komponente 16 zumindest eine Komfort- und/oder Temperierungsfunktion ausgeführt werden. Zum Starten des Kraftfahrzeugs 10, insbesondere zum Starten einer Zündung und/oder eines hier nicht dargestellten Motors, weist das Kraftfahrzeug 10 eine Starttaste 18 auf. Diese ist von einem Benutzer 20 zum Starten des Fahrzeugs 10 betätigbar.
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Wird normalerweise eine solche Taste 18 vom Benutzer 20 betätigt, wie dies vorliegend im Rahmen eines Normal-Betriebsmodus ebenfalls der Fall ist, so wird dies von der Steuereinrichtung 14 detektiert. Daraufhin aktiviert die Steuereinrichtung 14 diverse Komponenten des Kraftfahrzeugs 10, so auch die Komponente 16. Dabei können also auf das Betätigen der Starttaste 18 hin zum Einen der Antrieb des Fahrzeugs 10 gestartet werden, sowie auch diverse vom Benutzer 20 voreingestellte Klimatisierungsfunktionen, zum Beispiel zur Innenraumklimatisierung oder Beheizung des Innenraums, zur Vorkonditionierung der Batterie 12, zur Beheizung einer Sitzheizung oder ähnliches.
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Gerade bei kurzen Fahrten oder lediglich beim Durchführen von Rangiervorgängen, die maximal wenige Minuten in Anspruch nehmen, ist die Aktivierung solcher Komfort- und Temperierungsfunktionen jedoch oftmals energetisch nicht sinnvoll und hat vor allem auch keinerlei Effekt. Die dafür benötigte Energie ist also verschwendet. Dies kann nun vorteilhafterweise vermieden werden, indem zusätzlich zum beschriebenen Normal-Bedienmodus nunmehr noch ein Rangiermodus vorgesehen ist. Zu diesem Zweck umfasst das Kraftfahrzeug 10 in diesem Beispiel eine Rangiertaste 22. Diese stellt ein Beispiel für ein vom Benutzer 20 betätigbares und dem Rangiermodus zugeordnetes Bedienelement dar. Möchte der Benutzer 20 das Kraftfahrzeug 10 lediglich kurz fahren oder lediglich nur rangieren und den damit einhergehend unnötigen Energieverbrauch durch diverse Komfort- oder Temperierverbraucher vermeiden, so kann er diese Rangiertaste 22 betätigen. Dies ist besonders energetisch wirkungsvoll, wenn die Taste 22 vom Benutzer 20 z.B. noch vor dem Starten des Kraftfahrzeugs 10 durch Betätigung der Starttaste 18 oder kurz danach und noch vor dem Starten der betreffenden Verbraucher und Komponenten, die gemäß dem Rangiermodus modifiziert betrieben werden, betätigt wird. So kann die Steuereinrichtung 14 vor dem Starten der Komponenten des Kraftfahrzeugs 10 zunächst abfragen, ob eine Betätigung der Rangiertaste 22 erfasst wurde. Ist dies der Fall, so startet die Steuereinrichtung 14 die Komponenten des Kraftfahrzeugs 10 im Rangiermodus. Dies bedeutet insbesondere für die elektrische Komponente 16, dass diese dann verändert betrieben wird, insbesondere mit reduzierter Leistung, oder, so wie dies bevorzugt ist, gar nicht erst aktiviert wird. Die Komponente 16 kann dabei nicht nur eine einzelne elektrische Komponente darstellen, sondern sie kann auch eine Komponentengruppe repräsentieren, welche mehrere der Rangierfunktion zugeordnete Komponenten umfasst, und die infolge der Aktivierung der Rangierfunktion dann nicht aktiviert werden. Ein unnötiger Energieverbrauch bei kurzen Fahrten kann somit auf besonders einfache und effiziente Weise vermieden werden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verfahren startet dabei in Schritt S10, welcher genauer gesagt eine Ausgangssituation beziehungsweise einen Ausgangsbetriebszustand des Kraftfahrzeugs 10 definiert. In diesem Schritt S10 befindet sich das Kraftfahrzeug 10 nämlich im abgeschalteten Zustand. Dabei ist also zumindest nicht der Motor des Kraftfahrzeugs aktiv. Auch die Zündung des Kraftfahrzeugs kann deaktiviert sein. In Schritt S12 wird von der Steuereinrichtung 14 eine Betätigung der Starttaste 18 detektiert. Daraufhin überprüft die Steuereinrichtung in Schritt S14, insbesondere bevor sie das Kraftfahrzeug 10 startet, ob eine Betätigung der Rangiertaste 22 vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so startet die Steuereinrichtung 14 den Normal-Betriebsmodus N in Schritt S16 und aktiviert damit einhergehend Komponenten des Kraftfahrzeugs 10 in Schritt S17, insbesondere auch die oben genannte bestimmte Komponente 16 oder Komponentengruppe 16, auf herkömmliche Weise. Ergibt die Überprüfung in Schritt S14 jedoch, dass die Rangiertaste 22 vom Benutzer 20 betätigt wurde, so aktiviert die Steuereinrichtung 14 in Schritt S18 den Rangiermodus R. Dies kann optional noch an weitere später näher erläuterte Bedingungen geknüpft sein. Im Rangiermodus R aktiviert die Steuereinrichtung 14 nunmehr Komponenten des Kraftfahrzeugs 10, jedoch manche von diesen, insbesondere die oben genannte Komponente 16, in Schritt S20 auf modifizierte Weise. Insbesondere wird die bestimmte Komponente 16 in diesem Beispiel gar nicht aktiviert. Weiterhin bleibt diese Komponente 16 auch deaktiviert, solange der Rangiermodus R aktiv ist. Dieser kann darüber hinaus auch zeitlich begrenzt sein. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung 14 in Schritt S22 überprüft, ob bereits eine vorbestimmte Zeitdauer Δt für die Aktivierung des Rangiermodus R abgelaufen ist. Ist dies der Fall, so kann die Steuereinrichtung 14 in den Normalbetriebsmodus N wechseln und zu Schritt S16 übergehen. Im Zuge dessen können dann auch in Schritt S17 die gemäß dem Rangiermodus R nicht aktivierten Komponenten 16 aktiviert werden. Ist die Zeitdauer Δt dagegen noch nicht abgelaufen, so bleibt der Rangiermodus R aktiv. Die Abfrage gemäß Schritt S22 kann somit in jedem Zeitschritt wiederholt werden, bis diese Zeitdauer Δt abgelaufen ist. Wird das Fahrzeug 10 zuvor vom Benutzer 20 manuell abgeschaltet, so ist das Verfahren ebenfalls beendet und geht wieder über zu Schritt S10.
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In einem weiteren optionalen Schritt S24 kann vor der Aktivierung des Rangiermodus R in Schritt S18 überprüft werden, ob diese Aktivierung gemäß einem weiteren Kriterium überhaupt zulässig ist. Ein solches weiteres Kriterium kann zum Beispiel sicherstellen, dass eine zu häufige oder zu lange Aktivierung des Rangiermodus R vermieden wird. Dieses Kriterium kann zum Beispiel darin bestehen, dass eine bestimmte Mindestzeitdauer seit der letzten Aktivierung des Rangiermodus abgelaufen ist oder eine bestimmte Maximalanzahl für die möglichen Aktivierungen des Rangiermodus R pro Tag noch nicht überschritten ist. Wird in Schritt S24 zum Beispiel festgestellt, dass eine solche Maximalanzahl noch nicht überschritten ist, so wird, wie beschrieben, der Rangiermodus R in Schritt S18 aktiviert. Andernfalls wird zu Schritt S16 übergegangen und eine Aktivierung des Rangiermodus R verhindert.
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Einem unnötigen Energieverbrauch durch lediglich kurzzeitige Aktivierung von Temperier- und Komfortfunktionen kann somit effizient entgegengewirkt werden, zum Beispiel wenn das Fahrzeug eine Taste „Fahrzeug-rangieren“ hat, die man gleich nach Fahrzeugstart aktiviert und die für eine maximale Zeit das Zuschalten der Heizmaßnahmen unterbindet, zum Beispiel für fünf Minuten. Danach wird diese Funktion für die nächsten 30 Minuten deaktiviert, damit man nicht auf die Idee kommt, diese Taste immer wieder zu benutzen. Mit so einer Funktion kann man effektiv im Falle des Fahrzeugrangierens den unnützen Zusatzverbrauch von elektrischer Energie beim Rangieren verhindern und somit die Reichweite und die Umwelt schonen. Anstelle einer Taste kann zum Aktivieren der Rangierfunktion auch ein Touchfeld vorgesehen sein oder ein Sprachbefehl: „Hey Audi, ich rangiere nur“, oder eine Geste wäre auch möglich.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Rangieraste für elektrisch angetriebene Fahrzeuge bereitgestellt werden kann, die es für kurze Fahrten und Kurzstrecken ermöglicht, einen unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007040907 A1 [0003]
